Цилиндрические видеокамеры: конструкция, технические параметры и применение в системах видеонаблюдения
Цилиндрическая видеокамера (также известная как корпусная камера или камера в цилиндрическом корпусе) представляет собой базовый тип камеры видеонаблюдения, где основные компоненты — объектив, ПЗС- или КМОП-матрица, плата обработки сигнала — заключены в цилиндрический герметичный корпус. Данная конструкция является классической и широко применяется как для внутреннего, так и для уличного использования при условии установки в соответствующий защитный кожух (кожух, термокожух). Отличительной чертой является раздельная компоновка: камера поставляется без объектива, который подбирается и устанавливается отдельно, что обеспечивает высокую гибкость в создании систем под конкретные задачи.
Конструктивные особенности и компоненты
Конструкция цилиндрической камеры инженерно проста и функциональна. Основу составляет литой алюминиевый или прочный пластиковый цилиндр, обеспечивающий пассивное охлаждение и защиту от механических воздействий. Тыльная часть корпуса стандартно имеет отверстие для ввода кабеля с клеммной колодкой или разъемами для подключения.
- Крепежная площадка (кронштейн): Поставляется в комплекте, позволяет фиксировать камеру на горизонтальных и вертикальных поверхностях. Часто имеет регулировку по углу наклона и поворота.
- Объектив: Устанавливается на фронтальную часть корпуса через C- или CS-крепление. Возможность выбора объектива (варифокальный, фиксированный, с ручной или автоматической диафрагмой) является ключевым преимуществом.
- Плата формирования видеосигнала: Внутри корпуса размещается основная электронная плата, преобразующая сигнал с матрицы в стандартный видеовыход (AHD, TVI, CVBS, IP-поток).
- Защитный кожух: Для уличной эксплуатации цилиндрическая камера помещается в дополнительный герметичный термокожух с обогревателем и вентилятором, либо изначально интегрируется в корпус с соответствующей степенью защиты IP66/IP67 и ИК-подсветкой.
- Фокусное расстояние (ФР): Измеряется в миллиметрах. Меньшее ФР (2.8 мм) — широкий угол обзора, но меньшая детализация. Большее ФР (12 мм и более) — узкий угол, но крупное изображение удаленных объектов.
- Вариофокальный объектив: Позволяет плавно регулировать ФР в диапазоне (например, 2.8-12 мм), что упрощает настройку поля зрения при монтаже.
- Тип диафрагмы: Ручная (Manual Iris), с управлением по постоянному току (DC Iris) или с управлением по видео сигналу (Video Iris). Автоматическая диафрагма необходима для работы при резко меняющейся освещенности (улица).
- Гибкость конфигурации: Возможность подбора объектива под конкретную задачу — главное преимущество.
- Ремонтопригодность и обслуживание: Возможность замены объектива, очистки стекла, легкого доступа к клеммам подключения.
- Универсальность монтажа: Кронштейн позволяет легко направить камеру в нужную точку после установки.
- Эффективное охлаждение: Цилиндрическая форма и металлический корпус способствуют хорошему теплоотводу.
- Стоимость: Как правило, цена ниже, чем у купольных камер аналогичного класса, особенно для профессиональных серий.
- Вандалоопасность: Открытое положение и стандартный вид делают камеру более уязвимой для физического воздействия по сравнению с купольными.
- Большие габариты: Особенно в связке с термокожухом, что может осложнить скрытую установку.
- Сложность настройки: Требует отдельной установки и фокусировки объектива, что увеличивает время монтажа.
- Эстетика: В интерьерных решениях часто проигрывает более компактным и дизайнерским купольным моделям.
- Контроль периметра: Установка на ограждениях с использованием длиннофокусных объективов для детального наблюдения за удаленными зонами.
- Наблюдение за оборудованием в ЗРУ и ОРУ: Мониторинг состояния масляных выключателей, разъединителей, показаний приборов учета. Используются камеры с защитой от электромагнитных помех (EMC) и в корпусах с повышенной устойчивостью к коррозии.
- Контроль въезда/выезда: Фиксация номеров автотранспорта и лиц персонала.
- Наблюдение в производственных помещениях: Контроль за работой операторов на щитах управления, общий обзор машинных залов.
Ключевые технические параметры и их влияние на работу
Выбор цилиндрической камеры определяется совокупностью технических характеристик, которые напрямую влияют на качество изображения, надежность и область применения.
1. Тип и разрешение матрицы
Основной сенсор — КМОП (CMOS) с разрешением от 1 до 8 и более мегапикселей. Для аналоговых систем актуальны стандарты высокой четкости: AHD (до 8Мп), TVI, CVI. В IP-системах используются мегапиксельные матрицы с передачей данных по сети Ethernet.
2. Чувствительность и освещенность
Измеряется в люксах (лк). Показатель указывает минимальный уровень освещенности, при котором камера формирует узнаваемое изображение. Камеры с чувствительностью 0.01 лк и ниже способны работать в условиях глубокой темноты, особенно при использовании ИК-подсветки. Важен параметр «День/Ночь» (ICR) — механический ИК-фильтр, улучшающий четкость в ночное время.
3. Тип и выбор объектива
Объектив определяет угол обзора и детализацию объектов на расстоянии. Критически важные параметры:
| Фокусное расстояние, мм | Горизонтальный угол обзора, градусы | Типовое применение |
|---|---|---|
| 2.8 | ~90° | Наблюдение за большими площадями в помещении, коридоры на коротком расстоянии. |
| 3.6 | ~70° | Универсальный объектив для внутреннего наблюдения. |
| 6.0 | ~40° | Наблюдение за кассовой зоной, входными дверями, периметром. |
| 12.0 | ~20° | Наблюдение за удаленными объектами: парковка, граница территории. |
4. Синхронизация и видеовыход
Для аналоговых камер важна система синхронизации развертки (Internal Line Lock, LL) для предотвращения мерцания при работе от сети переменного тока. Выходные интерфейсы: коаксиальный разъем BNC для композитного видео (CVBS или HD-аналог), разъем питания (часто клеммник), для IP-камер — разъем RJ-45.
5. Питание и климатическое исполнение
Большинство цилиндрических камер рассчитаны на низковольтное питание постоянного тока 12В ±10% или 24В AC, реже 5В. Потребляемая мощность обычно не превышает 5-7 Вт (без обогрева). Для уличного использования камера должна иметь степень защиты не ниже IP66 (полная защита от пыли и сильных струй воды) и рабочий температурный диапазон от -40°С до +50°С.
| Параметр | Камера для внутренней установки | Камера для уличной установки (в кожухе) | Всепогодная цилиндрическая камера (интегрированный корпус) |
|---|---|---|---|
| Степень защиты IP | IP20-IP54 | IP66 (кожух) | IP66/IP67 |
| Рабочий диапазон температур | 0°C … +50°C | -30°C … +60°C (с обогревом) | -40°C … +60°C |
| ИК-подсветка | Редко | Опционально в кожухе | Часто встроенная, 20-50м |
| Объектив | С ручной диафрагмой | С автоматической диафрагмой (DC/Video) | С автоматической диафрагмой, часто вариофокальный |
Преимущества и недостатки цилиндрических камер
Преимущества:
Недостатки:
Применение в системах безопасности энергетических объектов
На энергетических объектах (подстанции, распределительные пункты, генераторные станции) цилиндрические камеры находят широкое применение благодаря надежности и адаптивности.
Критически важным является обеспечение бесперебойного питания камер (через ИБП) и организация молниезащиты и заземления для уличных экземпляров.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие цилиндрической камеры от купольной?
Цилиндрическая камера имеет вытянутую форму, отдельный объектив и, как правило, открытое крепление. Она предлагает большую гибкость в выборе объектива и часто более высокие технические характеристики за ту же цену. Купольная камера заключена в полусферический кожух, часто имеет встроенный объектив с возможностью ручной регулировки (вариофокальный), более защищена от вандализма и имеет более эстетичный вид.
Как правильно подобрать объектив для цилиндрической камеры на подстанции?
Необходимо определить две ключевые величины: расстояние до наблюдаемого объекта (например, до панели приборов) и размер зоны контроля (например, ширину панели). Используя формулы или онлайн-калькуляторы для расчета поля зрения камеры, подбирается фокусное расстояние, обеспечивающее необходимую детализацию. Для контроля показаний приборов требуются камеры с высоким разрешением (не менее 2 Мп) и соответствующим ФР. Для общих планов используйте широкоугольные объективы (2.8-3.6 мм).
Можно ли использовать цилиндрическую камеру без кожуха на улице?
Нет, стандартная цилиндрическая камера для внутреннего использования не имеет защиты от влаги и пыли. Ее установка на улице без герметичного термокожуха с обогревом и вентиляцией приведет к быстрому выходу из строя из-за конденсата, перепадов температур и прямого попадания осадков.
Что важнее для ночной съемки на охраняемом объекте: чувствительность камеры или мощность ИК-подсветки?
Оба параметра взаимосвязаны. Высокая чувствительность камеры (низкое значение в люксах) позволяет получать изображение при минимальном окружающем освещении. Мощная ИК-подсветка создает это необходимое освещение в полной темноте на заданном расстоянии. Для надежного круглосуточного наблюдения за периметром требуется камера с хорошей чувствительностью и встроенной или выносной ИК-подсветкой с дальностью, превышающей контролируемую дистанцию на 15-20%.
Почему для аналоговых камер высокой четкости (AHD, TVI) рекомендуется использовать коаксиальный кабель с медной центральной жилой и экраном?
Сигнал в аналоговых HD-системах имеет высокую частоту (до десятков МГц). Кабель с омедненной стальной жилой (ССS) обладает большим затуханием на высоких частотах и может вносить искажения, что приводит к появлению «снега», размытию или полной потере изображения на больших дистанциях (свыше 40-50м). Кабель с полностью медной жилой (ССВ) обеспечивает минимальное затухание и стабильную передачу видеосигнала на расстояния до 500м без усилителей.
Как обеспечить защиту цилиндрической камеры от импульсных перенапряжений на энергообъекте?
Необходимо использовать устройства защиты от перенапряжений (УЗИП) как в цепи питания (12/24В), так и в цепи видеосигнала (для коаксиальных линий) или данных (для витой пары IP-камер). УЗИП устанавливается непосредственно перед камерой. Обязательно должно быть выполнено качественное заземление корпуса камеры и защитного кожуха в соответствии с ПУЭ.
Заключение
Цилиндрическая видеокамера остается фундаментальным, гибким и технически эффективным решением для построения систем видеонаблюдения, особенно в профессиональной сфере и на промышленных объектах, включая объекты энергетики. Ее ключевое преимущество — модульность и возможность тонкой настройки под конкретную задачу за счет выбора объектива. Правильный подбор характеристик (разрешение, чувствительность, тип объектива, климатическое исполнение) в сочетании с качественным монтажом и защитой цепей питания/сигнала обеспечивает создание надежного, долговечного и эффективного видеоконтроля за критической инфраструктурой.